深度學習視角下高中生物教學的創新路徑研究

摘 要：在當前教育領域中，教育理念正經歷著持續而深刻的更新。與此同時，社會對學生綜合素養的要求日益提高，不再局限于知識的積累，更注重其思維能力、創新精神和實踐能力的培養。在這樣的大背景下，深度學習成為高中生物教學的重要方向。本文聚焦于教育理念更新與教育技術發展背景下的深度學習，探討其在高中生物教學中的創新與實踐，旨在為提升高中生物教學質量，培養學生的科學素養和創新能力提供有益參考。

關鍵詞：深度學習；高中生物；教學模式；創新；實踐

隨著教育理念的不斷更新和教育技術的飛速發展，深度學習的概念逐漸受到廣泛關注。高中生物教學中，傳統教學模式在一定程度上限制了學生的學習深度和廣度，難以滿足新時代對人才培養的需求。而深度學習強調學生對知識的深入理解、批判性思考以及知識的遷移和應用，這與高中生物學科培養學生科學素養和創新能力的目標高度契合。在此背景下，探索深度學習視域下，高中生物教學模式的創新路徑，則具有極其重要的理論意義和實踐價值[1]。

一、深度學習視域下高中生物教學模式創新的意義

（一）有利于促進學生知識體系的構建

一方面，在生物學科里，各知識點并非孤立存在，而是相互關聯、相互影響的。通過創新教學方法，教師能清晰揭示其內在聯系，讓學生理解不同概念、原理間的因果和依存關系，在頭腦中構建清晰且層次分明的知識架構。另一方面，創新模式下，生物教學更將促使學生深入探究知識的本質與內涵。這種深度探索能使學生觸及知識核心，發現生物現象背后的規律，將所學知識扎根于自身知識體系中。

（二）有利于培養學生的高階思維能力

在傳統教學中，學生往往只是被動接受知識，而新模式鼓勵學生對所學內容進行質疑、分析和評估。例如，對于生物學中的某些理論或實驗結果，學生不再是單純記憶，而是思考其可靠性、局限性以及可能的改進方向，有利于培養學生的批判性思維。此外，通過多樣化的教學方法和活動，如開放式的實驗設計、生物模型的創新構建等，能夠激發學生的創新意識和創造力，有利于培養學生的創造性思維。

（三）有利于培養學生的自主學習和探究精神

創新教學模式強調通過創設有趣、富有挑戰性的學習情境，讓學生感受到生物知識的魅力和應用價值，激發對學習的渴望和熱情，更加體現學生的主體地位。學生可以根據自己的興趣和需求，選擇學習的內容、方式和進度，因此有利于培養學生自我管理和自我規劃的能力，讓學生逐步形成獨立自主的學習習慣。同時，新的教學模式鼓勵學生提出問題、設計實驗、收集數據、分析結果，并在這個過程中不斷反思和調整。由此，學生不再是被動地接受知識，而是積極主動地探索未知，有利于培養學生勇于嘗試、不怕失敗的探究精神。

二、深度學習視域下高中生物教學的創新路徑

（一）引入情境化教學，加深學生對知識的理解

生物學科的諸多概念和原理頗為抽象，高中生理解起來存在一定困難。而情境化教學可以把抽象的知識具象化，降低學習難度，提升學生的學習興趣和積極性。在真實情境中學習，有利于培養學生解決實際問題的能力，讓學生能更好地理解生物知識在現實生活里的應用價值。

以人教版高中生物必修一《分子與細胞》中“細胞膜的結構和功能”教學為例。在講解“細胞膜的結構和功能”時，教師可以假設同學們是科研人員，并且接到了一項任務，即“研究一種新型細胞的細胞膜”。該情境中，教師可以展示一段細胞在顯微鏡下的動態視頻，讓學生直觀地觀察細胞的形態以及細胞膜的存在。然后提出問題：“大家觀察到細胞膜將細胞與外界環境分隔開，那細胞膜是如何做到這一點的呢？它又有怎樣的結構來支持其功能呢？”以此引發學生的思考和好奇。

接著，教師可以呈現一些生活中的真實情境，如醫院輸液時藥物不能隨意進入細胞、有害物質難以進入細胞等，引導學生分析這些現象背后細胞膜的作用，探討細胞膜的功能特性——選擇透過性。在探討細胞膜結構時，教師可以展示科學家探索細胞膜結構的歷史資料，并創設科學研究的情境，讓學生仿佛置身于當時的研究環境中，跟隨科學家的腳步思考和推理。比如，可以介紹歐文頓通過對物質通透性的研究推測出細胞膜由脂質組成的過程，引導學生思考實驗設計和結論得出的合理性。為了讓學生更深入理解細胞膜的流動鑲嵌模型，教師還可以利用多媒體動畫展示細胞膜中磷脂分子和蛋白質分子的動態分布，讓學生直觀感受細胞膜的流動性[2]。

如此，通過在情境中觀察、思考、分析和解決問題，能夠幫助學生更加深入地理解生物知識的內涵和外延，掌握知識的本質特征和內在聯系。

（二）開展項目式學習，實現深度學習

深度學習強調學生對知識的深度理解、綜合運用以及批判性思維的培養，而項目式學習能夠打破傳統教學中知識的碎片化傳授，讓學生在完成項目的過程中整合多學科的知識，形成系統的知識體系，為學生提供深度學習的實踐平臺。

以人教版高中生物必修二《遺傳與進化》中“基因的分離定律”相關知識教學為例。首先，教師可以確定項目主題為“探究豌豆雜交實驗中基因分離現象的遺傳規律”，隨后在項目啟動階段，教師可引導學生回顧孟德爾豌豆雜交實驗的背景和過程，并提出項目的目標和任務，即通過模擬實驗和數據分析，深入理解基因的分離定律。該任務下，教師可以將學生劃分成小組，然后按照以下步驟展開學習與探究：

第一步，各小組設計模擬豌豆雜交實驗的方案，選擇不同性狀（如高莖和矮莖）的豌豆進行模擬雜交，并記錄實驗結果；第二步，收集和整理實驗數據，運用統計學方法進行分析，計算不同性狀在子代中的比例；第三步，小組內討論并嘗試解釋實驗結果，對照基因分離定律的理論進行比較和驗證。

接著，在項目開展過程中，教師可以定期組織小組匯報和交流，引導學生相互學習和借鑒。其中，對于遇到困難的小組，教師可以給予針對性的指導和幫助。最后在項目結束時，各小組可以進行成果展示。例如，小組可以通過圖表展示實驗數據和分析結果，可以制作演示文稿闡述對基因分離定律的理解和應用等。教師則可組織學生進行評價和反思，總結項目開展過程中的經驗和不足。

通過項目式學習，學生能夠深入理解生物學科的核心概念和原理，培養學生的創新思維和合作能力，提升其綜合素質。同時，在解決項目問題的過程中，學生不僅能夠掌握知識，還可以學會如何運用知識解決實際問題，實現知識的遷移和應用，最終達成深度學習的目標。

（三）利用數字化技術，促進學生的深度學習

生物學科中包含一些微觀結構、動態過程等內容，其難以通過傳統教學手段清晰地呈現出來。而數字化技術如虛擬實驗室、三維動畫等，能夠將這些復雜抽象的內容直觀化、可視化，可以幫助學生突破認知困難。此外，數字化技術能夠打破時間和空間的限制，讓學生隨時隨地可以獲取到相關的學習資源，有助于學生的自主學習和探究?；诖?，教師不僅可以利用虛擬實驗室軟件，讓學生親自動手操作實驗，還可以借助在線課程平臺，為學生推送精心設計的學習資料，包括視頻、課件、練習題等，以此引導學生進行自主預習和復習。

以人教版高中生物必修一《分子與細胞》中“細胞的有氧呼吸”這一知識點為例。在課程開始前，教師可以利用在線學習平臺向學生推送有關細胞有氧呼吸的預習資料，包括簡短的講解視頻、動畫演示以及預習問題。視頻中，能夠清晰地展示細胞有氧呼吸的場所——線粒體的結構，且視頻中的動畫演示，可以生動呈現出有氧呼吸三個階段的物質變化和能量轉化過程。隨后，在課堂教學中，教師可以通過大屏幕展示精心制作的三維模型，以此直觀地呈現細胞內部線粒體的復雜結構以及有氧呼吸各階段發生的位置。接著，可播放一段模擬細胞有氧呼吸的動態演示視頻，讓學生清晰地看到葡萄糖的分解過程。此外，為了加深學生的理解，教師還可以使用虛擬實驗軟件，讓學生在虛擬環境中操作實驗，如改變氧氣濃度、溫度等條件，并在實驗中觀察這些因素對有氧呼吸速率的影響。而在課后，教師則可以推薦學生使用相關的手機應用程序，如生物學習助手等，對“有氧呼吸”的相關知識點進行總結、練習與拓展。

如此，通過為學生提供豐富的學習資源、多樣化的學習方式和個性化的學習支持，能夠進一步激發學生的學習興趣和主動性，培養學生的自主學習能力、問題解決能力和創新思維，使學生能夠深入理解生物知識的本質和內在聯系，提升學生的生物學科核心素養。

（四）建立互動性機制，推動教學創新

深度學習模式下，互動性機制的建立，能夠為學生提供更多參與和表達的機會，有利于促進學生與教師、學生與學生之間的思想交流和知識碰撞。一方面，在互動中，學生可以感受到自己的觀點被重視，更積極地投入學習中。另一方面，通過互動，教師也可以更敏銳地捕捉到學生的困惑和誤解，及時給予學生針對性的指導和幫助。

以人教版高中生物必修二《遺傳與進化》中“減數分裂”這一知識點為例。在課堂導入環節，教師可以通過展示一些有趣的圖片，如不同生物的生殖細胞形成過程等，激發學生的興趣。然后提出問題：“生殖細胞是如何形成的？為什么染色體數目會減半？”等，引發學生的思考和討論。在知識講解過程中，教師可以將學生分成小組，讓其自主閱讀教材中關于減數分裂的內容，然后展開小組討論，嘗試總結減數分裂各個階段的特點。之后，每個小組可以選派代表進行發言，其他小組可以進行補充和質疑。在這個過程中，教師可以適時引導和點評，幫助學生梳理知識點。在課堂練習環節，教師可以給出一些與減數分裂相關的題目，讓學生先獨立完成，并由小組內交換批改和討論。其中，對于有爭議的題目，小組可以共同探討解決方案。若仍無法解決，則可繼續向教師請教。在課程結束時，教師還可以組織學生進行總結，并由每個小組派代表分享其在本節課中的收獲和體會，以及仍然存在的疑問等。最后，再由教師布置課后拓展任務，如讓學生制作減數分裂的思維導圖等，并在班級群里進行分享，以促進學生之間的進一步交流和互動[3]。

如此，通過加強師生之間和學生之間的互動，不僅能夠營造活躍的學習氛圍，激發學生的創新思維和創造力，還有利于促進教學方法和策略的不斷改進和優化，能夠適應學生的學習需求和發展特點，有助于提高教學效果和質量。

（五）構建多元評價體系，鞏固學習成果

高中生物知識體系復雜且多元化，傳統單一的評價方式難以全面且準確地衡量學生對知識的理解、應用以及創新能力。因此，深度學習視域下的高中生物教學當中，教師需要通過構建多元評價體系，以此促進學生的多維度發展。

以人教版高中生物選擇性必修一“植物生命活動的調節”深度學習為例，教師可以通過以下具體方式來構建多元評價體系：

1.課堂表現評估

教師在講解植物激素如生長素的發現過程時，可以觀察學生的課堂參與情況。例如，對于積極回答問題、提出獨到見解或能準確復述實驗流程的學生；或者在小組討論中能夠有效發揮自身主導作用、引導小組深入探討植物向光性原理的學生等，皆可給予正向評價與肯定。

2.作業完成質量評估

首先，教師可以布置多樣化的作業，如繪制植物激素作用機制的示意圖、設計探究某一植物激素對植物生長影響的實驗方案等；然后，在批改作業時，可以關注學生的思路是否清晰、邏輯是否嚴密等。其中，對于具有創新性想法和嚴謹推理能力的學生，可以給予特別的表揚和加分。

3.階段性測試評估

除了常規的知識點考查，教師可以設置一些開放性的論述題，如“分析植物在不同環境條件下激素調節的適應性變化”等，而后通過學生的回答，評估學生對知識的綜合運用能力和深度理解程度。在測試完成后，還可以組織試卷講評，讓學生了解自己的優勢和不足。

4.實踐操作評價

在實驗室中，可以讓學生親自進行植物激素相關的實驗，觀察植物的生長變化，并記錄實驗過程和結果。教師則根據學生的實驗操作熟練程度、實驗數據的準確性，以及實驗報告的完整性等，開展綜合性評價。

5.學生自我評價

教學中，教師可以要求學生在學習完每一小節后，填寫一份自我評價表。其中包括學生自身對知識點的掌握程度、學習方法的有效性、學習過程中的困難等。教師可以收集并分析這些評價，了解學生的自我認知和需求。

如此，通過多元評價的開展，能夠輔助教師全面、客觀地了解學生的學習情況，有針對性地給予指導和反饋，鞏固學生的學習成果，促進學生的深度學習。

結束語

綜上所述，深度學習視域下高中生物教學模式的創新與實踐，能夠有效促進學生知識體系構建、高階思維能力的培養以及自主學習和探究精神的增強。在創新路徑的研究中，教師可以通過引入情境化教學、開展項目式學習、利用數字化技術以及建立互動性機制等策略，為教學實踐提供切實可行的方向。然而，教學模式的創新是一個不斷發展和完善的過程，教師仍需不斷跟進教育領域的最新研究成果和技術發展，將更先進、更有效的教學方法和手段融入高中生物教學中，為學生創造更優質、更高效的學習環境，培養出具備扎實生物知識和創新能力的高素質人才。

參考文獻

[1]吳政宇.深度學習視域下高中生物教學改革策略研究[J].高考，2024（20）：58-61.

[2]謝金輝.高中生物教學中提高學生學習能力的策略[J].家長，2024（18）：94-96.

[3]王強.指向深度學習的高中生物單元教學情境創設策略：以“細胞的生命歷程”為例[J].新教育，2024（10）：67-69.